Hrvatski IEEE odjel za energetiku tribina:Hrvatski IEEE odjel za energetiku tribina:

Nove tehnologije uizvedbama nadzemnih vodova

Tomislav Fancev, dipl. ing. stroj.D D G ić di l i lt hDr. Davor Grgić, dipl. ing. elteh.

Zavod za visoki napon i energetikuFakulteta elektrotehnike i računarstvaFakulteta elektrotehnike i računarstva

Zagreb 2007.

S d ž jNove tehnologije u izvedbNove tehnologije u izvedbamaama nadzemnih vodovanadzemnih vodova

Sadržaj• UvodUvod• Klasični dalekovodi i pojave alternativa• Nove tehnologije u izradi vodiča• Kompaktiranja s pokretnim konzolama i suvremenim p j p

vodičima– mogućnosti i ograničenja kompaktiranja 

“Elementarna teorija translacijskihElementarna teorija translacijskih konzola”

• 3D dinamičke simulacije s konačnim elementimai k ti d li j i j– osnovni koncepti modeliranja i provjere 

teorije• ZaključakLiteraturaPrilog: Izbor animacija iz Algor® ME simulacijaPitanja, odgovori, rasprave...

2

Klasični dalekovodiKlasični dalekovodi

– provjereni materijalialuminijskočelična užad, porculanska i staklena izolacija, čelični profili i limovi u ovladanim tehnologijama (zakovica i svarenih konstrukcija stupova), armiranobetonske konstrukcije (temelja i stupova),...

u kvalitetnim konstrukcijskim rješenjima klasičnih zateznih polja (s dominacijom optimiranih rešetkastih rješenja stupova),j p j j p ),

– stoljetna iskustva,

– velika pouzdanost i dugotrajnost (prosj 30 > 50 god !)– velika pouzdanost i dugotrajnost (prosj. 30... > 50 god !)

– popratna normativa(ISO, DIN, ASTM, HRN N. regulative,...),

– dotjerane praktične procedure projektiranja,

– usavršeni proračunski algoritmi, kompjuterski alati, 

– automatizirana priprema dokumentacije,... (obično “in‐house” rješenja, npr. ABB, Dalekovod dd Zagreb,...)

3

Ek t i i j lik Ekstremni primjer slike na koju smo “navikli”

... "... "jelajela""

... DV "... DV "Sankt Peterburg/PetrovgradSankt Peterburg/Petrovgrad--KrimKrim“: “:

lijevolijevo “asimetrična jela/delta" s pojedinačnim vodičem; “asimetrična jela/delta" s pojedinačnim vodičem; desnodesno: :

4

lijevolijevo asimetrična jela/delta s pojedinačnim vodičem; asimetrična jela/delta s pojedinačnim vodičem; desnodesno: : dvosistemske "bačve" sa snopovima dva vodiča...dvosistemske "bačve" sa snopovima dva vodiča...

Pojave alternativnih rješenja

*/ : ” ... klasični dalekovodi ... 

• dosegnuti limiti parametara, koridora i gabarita objekata:‐ širina trasa i visine objekata,‐ dielektričnih rješenja glava stupova i induktiviteta dalekovoda, jakosti električnog polja ispod i u blizini dalekovoda;‐ jakosti električnog polja ispod i u blizini dalekovoda;• s porastom prenesene snage rastu:

‐ struje, jakosti el.polja, gustoće mag. toka, gubitci,‐ presjeci vodiča, brojevi vodiča u snopu,gabariti temelja i konstrukcije stupova;‐ gabariti temelja i konstrukcije stupova; 

• ...istovremeno...‐ otežano uklapanje u prostor,‐ otežana i neprimjerena ekološka rješenja i rješenja zaštite prirode,‐ otežana primjena zakonske regulative, ‐ poskupljenja dalekovoda,p p j j

5

...što je dovelo do...

• razvoja novih tehnologija u tehnikama kompaktiranja i rekonstrukcijama postojećih vodova i gradnji novih dalekovoda:

• primjena izolacijskih pokretnih konzola na nosivim stupovima,• primjena skraćenih konzola i pomoćnih izolatora, diel.rješ. glava zat. stupova,• primjena međufaznih rastojnika za postizanje diel.rj. raspona,• smanjenih gabarita stupova i temelja, k išt j t i t lj iž t i t lj iš• korištenja stupova i temelja nižega napona za stupove i temelje višega napona,

• suženih koridora i gabarita objekata,• suženih trasa s mogućnošću udvostručenja sustava,• pretvorbi dalekovoda nižeg u dalekovode višeg napona na istim stupovima uz suženje trase• pretvorbi dalekovoda nižeg u dalekovode višeg napona na istim stupovima, uz suženje trase, • udvostručenja dalekovoda istog napona,• povećanja prijenosne snage pri istom naponu,

• odgoda gradnje novih objekata• ... odgoda gradnje novih objekata,• smanjenih cijena dalekovoda uz ekološki povoljnija riješenja i zadovoljavajuća riješenja zaštite prirode. ”

*/ [1]*/ [1]

6

Zašto i kada alternativa ?... promjene ne dolaze same od sebe već zbog sve složenijih

k kih k d ih k l ških t h ičkihekonomskih, pravno‐zakonodavnih, ekoloških, tehničkih,

... i inih uvjeta, npr.

• razvoj mreže ne slijedi porast potrošnje,razvoj mreže ne slijedi porast potrošnje,

• vrijeme dobivanja trasa po direktivama ‐ prošlo svršeno,

• mogućnosti širenja i otkupa novih trasa ograničene,

• nekompatibilni zahtjevi razvoja ekološko prihvatljivijih rješenja s malim početnim investicijama,

• sve strožiji kriteriji dozvoljenih jakosti EM polja i nemogućnost zadovoljenja• sve strožiji kriteriji dozvoljenih jakosti EM polja i nemogućnost zadovoljenja novih zahtjeva na “stari” način

• potreba da se sa što višim naponom dođe u gradsko/prigradsko područje

• potreba za dodatnom fleksibilnosti pri odlučivanju o izboru nadzemnog ili podzemnog voda

7

Kompaktiranje?Kompaktiranje?

U i j j j di ij t i/ili l t d ti b lj• U osnovi je smanjenje dimenzija stupa i/ili glave stupa da se postigne bolje iskorištenje prostora i materijala i zadovolje zahtjevi proizašli iz EM utjecaja

č k ž l č k ć b č• Ima puno načina na koji se može realizirati pri čemu se neki već uobičajeno primjenjuju a neki predstavljaju radikalnija rješenja

• Nas zanima moguća primjena:novih (kompozitnih) materijala u tehnologijama štapne izolacije (štapni izolatori, međufazni rastojnici, pokretne konzole,...), novih izvedbi stupova (Green Lines), modularni kompozitni stupovi, inovih izvedbi stupova (Green Lines), modularni kompozitni stupovi, inovih visokotemperaturnih i kompozitima pojačanih aluminijskih vodiča

8

Nova rješenja?Nova rješenja?

d d i li d i i ij k• Nude prednosti ali te prednosti nisu uvijek izrazite u odnosu na ono što "klasika" već ima (s bar 30 god. garancijama !) 

• Nedostaju alati i iskustvo u projektiranju i j p j jizvedbi (potreba za dodatnim razvojem)

• Nedostaje pogonsko iskustvoNedostaje pogonsko iskustvo• Postoji manjkavost postojećih normativa za 

i j ih j š j ( di ičkprimjenu novih rješenja (npr. dinamička problematika pokretnih konzola),...

9

Inicijativa zauzeti stav o kompaktiranjuInicijativa – zauzeti stav o kompaktiranju

Sit ij i k ij b š t k đ j ih t h l ij i ći i• Situacija ipak nije baš tako crna za uvođenje novih tehnologija i u većini slučajeva, nakon što je uspješno završen razvoj primarne opreme (npr kompozitna konzola ili novi vodič), moguće je uz manji dodatni razvoj i ispitivanja realizirati finalni proizvod dalekovodispitivanja realizirati finalni proizvod ‐ dalekovod

• Prethodno je potrebno odrediti moguću ulogu kompaktiranih rješenja u predstojećem razvoju našeg sustava (rekonstrukcija, revitalizacija, 

d i ij 110 220 400 kV d l k d ć j ij ćimodernizacija, 110‐220‐400 kV dalekovoda, povećanje prijenosne moći, smanjenje gubitaka, bolje korištenje koridora)

• Potrebno je utvrditi interes domaće industrije• Ukoliko postoji obostrani interes treba ramotriti mogućnost izvedbe pilot 

projekta (prirodni izbor je neki od starijih 110 kV vodova manje dužine u ravničarskom prigradskom području)

10

11

......Temeljni podaci za 2006 neznatno različiti..Temeljni podaci za 2006 neznatno različiti..

Usporedni projekt klasičnog i kompaktiranog rješenja za izabranu dionicu?

Kriteriji izbora:

•Revitalizacija i k l iionako planirana,

•Kraća dionica,

•Kraći rasponi•Kraći rasponi,

•Prigradsko područje,

•Ravničarsko područje,

•Nema strogih zahtjeva za dodatni teret

12

Primjeri izvedenih kompaktiranihPrimjeri izvedenih kompaktiranih dalekovoda

iskazuju prednosti u uvjetima ograničenih gabaritai nedostupnosti širih trasa

• USA:• prvih pola milje kompaktnog 138 kV dalekovoda izgrađeno 1973 u državi New York(Power Technologies, Inc., sponzorirao EPRI, USA)( g p )• ... kompaktni dalekovodi naponske razine 138 kV dobro pokriveni 

smjernicama i regulativom; • 230 kV u petogodišnjem EPRI‐jevom planu• EU:• prvi 400 kV kompaktirani dalekovod s pokretnim konzolama izgrađen 1998 u Evropi (zaslugom švicaraca, SEFAG AG)izgrađen 1998 u Evropi (zaslugom švicaraca, SEFAG AG)

• ”Zeleni dalekovodi” (Green Lines, ABB):dvodimenzionalni (plošni, 2D) stupovi i pokretne konzole,...

13

Različiti pristupip p

NeNe--rešetkasti, poligonalni (npr. usadno/nasadni, uzdužno vareni)rešetkasti, poligonalni (npr. usadno/nasadni, uzdužno vareni)

stupovi stupovi (Non(Non--laticed Towers/Poles, Monopoles/Foldedlaticed Towers/Poles, Monopoles/Folded--plate Towers)plate Towers)

-- s nepokretnim i pokretnim konzolama...s nepokretnim i pokretnim konzolama...

Kompozitna Kompozitna (polimerna)(polimerna) štapna izolacija štapna izolacija (Composite/Polimer Insulation)(Composite/Polimer Insulation)

““Zeleni dalekovodiZeleni dalekovodi”” (Green Lines)(Green Lines)Zeleni dalekovodiZeleni dalekovodi (Green Lines)(Green Lines)

Plošni (2D, dvodimenzionalni) stupovi Plošni (2D, dvodimenzionalni) stupovi (Bi(Bi--dimensional Towers)dimensional Towers)

Pokretne konzole Pokretne konzole (Pivoted Arms / (Pivoted Arms / Swivel or Pivoting Base)Swivel or Pivoting Base)

Kompozitni stupovi (Composite Towers)...Kompozitni stupovi (Composite Towers)...

Primjena vodiča novih tehnologija (suvremeni vodiči) Primjena vodiča novih tehnologija (suvremeni vodiči) Advanced/Innovative/Modern; (Composite Reinforced) ConductorsAdvanced/Innovative/Modern; (Composite Reinforced) ConductorsAdvanced/Innovative/Modern; (Composite Reinforced) ConductorsAdvanced/Innovative/Modern; (Composite Reinforced) Conductors

14

110 kV110 kV dalekovod s pokretnim konzolama na poligonalnim dalekovod s pokretnim konzolama na poligonalnim 110 kV110 kV dalekovod s pokretnim konzolama na poligonalnim dalekovod s pokretnim konzolama na poligonalnim stupovima izgređen 2002 u III sveučilišnom naselju Krakowastupovima izgređen 2002 u III sveučilišnom naselju Krakowa

(Poljska)(Poljska)

• Kompjuterska vizuelizacija Stvarna fotografijaStvarna fotografija

15

Poligonalni stupoviPoligonalni stupovi

Modularna koncepcija poligonalnih Modularna koncepcija poligonalnih stupova (vareni čelični limovi) stupova (vareni čelični limovi)

jednostavnost ugradnje,jednostavnost ugradnje,

estetika uklapanja u okoliš estetika uklapanja u okoliš

16

... estetika uklapanja u okoliš, ...estetika uklapanja u okoliš, ...

Poligonalni, usadnoPoligonalni, usadno--nasadni, uzdužno vareni stupovi nasadni, uzdužno vareni stupovi (SUN (SUN -- Dalekovod d.d. Zagreb)Dalekovod d.d. Zagreb)

j jj j (FEM)(FEM) i i ćć tt

17

provjere naprezanjaprovjere naprezanja (FEM)(FEM) i mogui moguććnostnost

ooptimizacijptimizacijee debljindebljinaa ččelieliččnih limova !nih limova !

18

Primjer iz Velike BritanijePrimjer iz Velike Britanije

((FoldedFolded--plate tower, plate tower, Cambridge Science Park, GB/UK; kV?)Cambridge Science Park, GB/UK; kV?)

19Francuska primjer Francuska primjer -- alpinisti na 400 kV...alpinisti na 400 kV...

ZeleniZeleniZeleni Zeleni dalekovodidalekovodi(ABB)(ABB)::

2D2D/plošni /plošni stupovi stupovi

i i i i

pokretne pokretne konzolekonzole

20Laussanne Laussanne –– Geneva (2x125Geneva (2x125 2x400 + 1x132 kV2x400 + 1x132 kV))

21... uzdužno labilni stupovi ... uzdužno labilni stupovi

sidreni parom zaštitnih užeta...sidreni parom zaštitnih užeta...

22

... Detalj noge stupa... zaštitnim užetima pridržavani stup ... Detalj noge stupa... zaštitnim užetima pridržavani stup --

dodatni proračuni stabilnostidodatni proračuni stabilnosti ........uzdužne silueteuzdužne siluete

23

Kompaktiranja Kompaktiranja –– ssmjernice za nove dalekovode ili rekonstrukcije (138 kV)mjernice za nove dalekovode ili rekonstrukcije (138 kV)

Pokretne KonzolePokretne Konzole

24Talijanski dizajn (Assiemebasi 220 kVTalijanski dizajn (Assiemebasi 220 kV))

25Stupovi Stupovi -- kompaktiranja pokretnim konzolama...kompaktiranja pokretnim konzolama...

26

Pokretne konzole na čeličnorešetkastim i poligonalnim Pokretne konzole na čeličnorešetkastim i poligonalnim konstrukcijama stupova...konstrukcijama stupova...

27Kompaktiranje s povećanjem naponske razineKompaktiranje s povećanjem naponske razine(66(66 220 kV)220 kV)

Provjera kompaktiranog rješenjaProvjera kompaktiranog rješenja• Razmatrano predloženo rješenje kompaktiranja, Dalekovod d.d. (gosp. 

Grozdanić)• Nije jednostavan zadatak i pretpostavlja u najmanju ruku zadovoljavajuće 

dielektričko i mehaničko rješenje provjereno ispitivanjima• Konfiguracija glave stupa provjerena na nivou zadovoljavanja uobičajenih 

sigurnosnih razmaka• U rasponu potrebni međufazni rastojnici• Potreba cjelovitog rješenja na planu koordinacije izolacije uz vjerojatnu 

primjenu odvodnika prenapona (tek treba razmotriti)• Napravljeni preliminarni proračuni polja u području glave stupa• Mogući detaljni proračuni EM polja koristeći postupke razvijene za klasična 

rješenja• U sadašnjoj fazi naglasak je na analizi statičkih i dinamičkih karakteristika 

mehaničkog rješenjamehaničkog rješenja

28

29...“Raspodjela potencijala, D...“Raspodjela potencijala, D--polje/Epolje/E--polje , FE mrežapolje , FE mreža""..

Dvosistemski vod, fazna struja 1000 A, j

30

Biot‐Savartov zakon, program getDPBiot Savartov zakon, program getDP

31

B polje, 3D geometrija, 1D strujni elementi, mapiranje u ravniniravnini

32

Raspodjela polja za fazni trenutak 0

33

Raspodjela polja za fazni trenutak 120

34

Raspodjela polja za fazni trenutak 240

35

Raspodjela polja za jedan sustav u pogonu

36

Raspodjela polja za nesimetrično opterećenje

37

Početak razmatranja kompaktiranja glave kompaktiranja glave stupa

Glava Glava jednosistemskog jednosistemskog

nosivog stupa “nosivog stupa “jelajela““

čč

Jarunska “Jarunska “zatezna bačvazatezna bačva“ “ (110 kV)(110 kV)

38

Visina glave Visina glave (vrata)(vrata) nosivog stupa “bačva” nad osnovkom donje nepokretne konzole =nosivog stupa “bačva” nad osnovkom donje nepokretne konzole =13.1 m13.1 m..

Smanjenje siluete “bačva”Smanjenje siluete “bačva” ”pokretne konzole” =”pokretne konzole” =>> za jednake uvjete, duljine za jednake uvjete, duljine i t t ti č t 5 8 lih i i t t b jiti (tj i iti i t t ti č t 5 8 lih i i t t b jiti (tj i iti

39

raspona i zategnutosti, početnu 5.8m zalihu visine stupa treba smanjiti (tj. povisiti raspona i zategnutosti, početnu 5.8m zalihu visine stupa treba smanjiti (tj. povisiti ovjesišta donjih v.) zbog povećanih provjesa (alt. ovjesišta donjih v.) zbog povećanih provjesa (alt. )) u u

odnosu na klasične raspone (Wycisk!)...odnosu na klasične raspone (Wycisk!)...

Sil t li l ih Sil t li l ih ... Siluete poligonalnih ... Siluete poligonalnih usadno/nasadnih, uzdužno usadno/nasadnih, uzdužno varenih, u razvoju domaćeg varenih, u razvoju domaćeg proizvođačaproizvođača

(Dalekovod d.d. Zagreb)(Dalekovod d.d. Zagreb)

-- lijevo zatezni, lijevo zatezni,

-- desno nosivi stup s desno nosivi stup s pppokretnim konzolama;pokretnim konzolama;

......

-- jednostavna ugradnja jednostavna ugradnja ( t ž ) t( t ž ) t(montaža) stupova,(montaža) stupova,

-- dobra estetika uklapanja u dobra estetika uklapanja u okolišokolišokoliš,okoliš,

-- ... nužan razvoj postupaka ... nužan razvoj postupaka podizanja vodiča na pokretne podizanja vodiča na pokretne podizanja vodiča na pokretne podizanja vodiča na pokretne konzole...konzole...

©© s usmenim dopuštenjem s usmenim dopuštenjem

projektanta Ivana Grozdanića, ing.el.stroj. projektanta Ivana Grozdanića, ing.el.stroj.

40

projektanta Ivana Grozdanića, ing.el.stroj. projektanta Ivana Grozdanića, ing.el.stroj. (Dalekovod d.d. Zagreb)(Dalekovod d.d. Zagreb)

41... Prijedlozi č.reš. trupova dvosistemskih nosivih stupova (110 kV) s pokretnim... Prijedlozi č.reš. trupova dvosistemskih nosivih stupova (110 kV) s pokretnim

konzolama, s tip. užetom (lijevo), odnosno snopom ACCC vodiča (desno).konzolama, s tip. užetom (lijevo), odnosno snopom ACCC vodiča (desno).

Dodatne mogućnostiDodatne mogućnosti O i i l i ij dl k kti j d ži d d t j š j• Originalni prijedlog kompaktiranja sadrži dodatna rješenja:– Podizanje naponske razine na postojećim stupovima (35 na 110 kV, 110 na 220 

kV, 220 na 400 kV)Z j j d i t kih j š j d i t ki d ć– Zamjene jednosistemskih rješenja dvosistemskim da se poveća prenesena snaga

– Ponuđena su rješenja zahvata na postojećim vodovima kao i izvedbe novih kompaktiranih vodovakompaktiranih vodova

• Ova prezentacija ograničena je na razmatranje revitalizacije postojećih 110 kV vodova ili izvedbu novog 110 kV dalekovoda u kompaktiranoj izvedbi

• Više je pažnje posvećeno modeliranju specifičnosti kompaktirane izvedbe negoViše je pažnje posvećeno modeliranju specifičnosti kompaktirane izvedbe nego sagledavanju svih aspekata izvedbe kompaktiranog dalekovoda

• Financijski aspekti nisu detaljnije razmotreni ali se očekuje da ostanu u okviru postojećih cijena ili da budu inicijalno 10 do 20% skuplji, stvarne brojke su ovisne o p j j j p j , jkonkretnoj izvedbi

42

43

Usporedba jakosti magnetskog polja za različite konstrukcije stupova Usporedba jakosti magnetskog polja za različite konstrukcije stupova (132 kV: dvosistemska i jednosistemska jela; plošni stup ABB).(132 kV: dvosistemska i jednosistemska jela; plošni stup ABB).

Nove tehnologije u izradi vodiča

Vodiči s čeličnom jezgromVodiči s čeličnom jezgromACSR: Aluminum Conductor Steel ReinforcedACSR: Aluminum Conductor Steel Reinforced

ACSS: Aluminum Conductor Steel Supported ACSS: Aluminum Conductor Steel Supported ACSS: Aluminum Conductor Steel Supported ACSS: Aluminum Conductor Steel Supported

Vodiči s kompozitnom jezgromVodiči s kompozitnom jezgroml d ( )l d ( )

44

ACCC: Aluminimum Conductor Composite Core (CTC)ACCC: Aluminimum Conductor Composite Core (CTC)

ACCR: Aluminium Matrix Conductor Composite Reinforced (3M)ACCR: Aluminium Matrix Conductor Composite Reinforced (3M)

45Pregledna shema različitih vrsta vodičaPregledna shema različitih vrsta vodiča...basic scheme of J.P. Stovall, ORNL, US DoE ...basic scheme of J.P. Stovall, ORNL, US DoE (extended by(extended by t.f.)t.f.)

Usporedba provjesa ACSS/ACCR vodičaUsporedba provjesa ACSS/ACCR vodiča

na temperaturama 50...240 na temperaturama 50...240 °°C C

46

pp

3636thth International SAMPE Tehnical Conference (San Diego USA 2004); ACCCInternational SAMPE Tehnical Conference (San Diego USA 2004); ACCCTWTW CTCCTC Tech Reports (Internet)Tech Reports (Internet)

47

3636thth International SAMPE Tehnical Conference (San Diego, USA, 2004); ACCCInternational SAMPE Tehnical Conference (San Diego, USA, 2004); ACCCTWTW--CTCCTC Tech.Reports (Internet).Tech.Reports (Internet).

Torayca T700S Torayca T700S Carbon fibersCarbon fibers... ... 4900 MPa4900 MPa!; E!; E--glass (boronglass (boron--free) 1520...3400 MPa free) 1520...3400 MPa (Galv. Steel in ACSR 1300 MPa).(Galv. Steel in ACSR 1300 MPa).

Smekšani "1350Smekšani "1350--0 temperirani" aluminij malo participira u ukupnoj nosivosti ACCC/TW vodiča.0 temperirani" aluminij malo participira u ukupnoj nosivosti ACCC/TW vodiča.

Očekivana svojstva kompozitnih vodičaj p

• Povećanje strujne opteretivosti do 100%

• Veća električna vodljivost

• Značajno reduciran provjes na povišenim temperaturama

P k j j i š j il ij• Pokazuju svojstva samoprigušenja oscilacija

• Reducirani provjes i povećana čvrstoća kompozitne jezgre dozvoljavaju povećanje zatezne sile i veličine rasponadozvoljavaju povećanje zatezne sile i veličine raspona  

• Nemetalna jezgra eliminira problem bimetalne korozije 

• Ostala svojstva (npr. težina po metru dužine, naprezanje) i način j ( p p , p j )maniplacije olakšava zamjenu postojeće užadi novom

48

Poređenje ACCC i klasični vodičPoređenje ACCC i klasični vodič

• Nešto lakši (9 1:9 7 N/m) i “čvršći” (103:86 4 kN) od klasičnog (dv ≈ 21 9 mm)• Nešto lakši (9.1:9.7 N/m) i  čvršći  (103:86.4 kN) od klasičnog  (dv ≈ 21.9 mm)

• bolja popunjenost presjeka (95%:75%) ‐ više aluminija

• nešto bolja vodljivost smekšanog (0‐temperiranog) aluminija tipično 2 do 3% 

• temperaturno slaboistezljiv vodič ‐malo povećanje provjesa s povećanjemtemperaturno slaboistezljiv vodič  malo povećanje provjesa s povećanjem temperature

• (αCTE,ACCC,jezgre  ≈ 2E‐6  << αCTE,ACSR ≈ 19E‐6 )

• bez učinaka bimetalne korozije ACSR: rupičasti “pittinzi” čeličnih žica jezgre, ali i galvanska korozija aluminijskih žica u prisustvima stvorenih elektrolita onečišćenja i/ili slanost atmosfere; H20, SO2, NaCl, HCl, AlCOH+AlCl3 , HN03 ,...

49

Razmjeri neispunjenog presjeka klasičnoga alučeličnog vodiča (ACSR Razmjeri neispunjenog presjeka klasičnoga alučeličnog vodiča (ACSR lijevo) i aluminijskoga vodiča s kompozitnom jezgrom (ACCClijevo) i aluminijskoga vodiča s kompozitnom jezgrom (ACCCTWTW desno) desno)

50

lijevo) i aluminijskoga vodiča s kompozitnom jezgrom (ACCClijevo) i aluminijskoga vodiča s kompozitnom jezgrom (ACCCTWTW desno). desno).

51

Usporedbe provjesa na različitim temperaturama, za vodičeUsporedbe provjesa na različitim temperaturama, za vodiče

ACSR, ACSS, ACCR i ACCC.ACSR, ACSS, ACCR i ACCC.

•• znatna (znatna (>> 20%!) smanjenja strujnih gubitaka na temperaturama 20%!) smanjenja strujnih gubitaka na temperaturama •• znatna (znatna (>> 20%!) smanjenja strujnih gubitaka na temperaturama 20%!) smanjenja strujnih gubitaka na temperaturama klasičnoga alučeličnog vodiča,klasičnoga alučeličnog vodiča,

•• hladniji vodič pri jednakim prijenosnim opterećenjimahladniji vodič pri jednakim prijenosnim opterećenjima•• hladniji vodič pri jednakim prijenosnim opterećenjimahladniji vodič pri jednakim prijenosnim opterećenjima(cca 7(cca 7°°... 10... 10°°C za uvjete prirodne konvekcije; ACSR Hawk 75C za uvjete prirodne konvekcije; ACSR Hawk 75°°CC),),

•• mogućnost rada na povišenim (100...150 mogućnost rada na povišenim (100...150 °°C), ali i visokim C), ali i visokim temperaturama (do temperaturama (do ≈≈ 180...180...200200°°C);C);

• velika zaliha sigurnosti od pregaranja vodiča za predviđeni rad na velika zaliha sigurnosti od pregaranja vodiča za predviđeni rad na uobičajenim temperaturama ACSRuobičajenim temperaturama ACSR a;a;uobičajenim temperaturama ACSRuobičajenim temperaturama ACSR--a;a;(potreban razvoj HT steznr i ovjesnr opreme)(potreban razvoj HT steznr i ovjesnr opreme)

•• moguća udvostrućenja prijenosne moćimoguća udvostrućenja prijenosne moći(strateška odluka: povećane temperature traže steznu i ovjesnu opremu kakvoće "HT“ (strateška odluka: povećane temperature traže steznu i ovjesnu opremu kakvoće "HT“ skuplje)skuplje)(strateška odluka: povećane temperature traže steznu i ovjesnu opremu kakvoće HT (strateška odluka: povećane temperature traže steznu i ovjesnu opremu kakvoće HT skuplje)skuplje)

•• bolja protuvibracijska svojstvabolja protuvibracijska svojstva(veća/učinkovitija prigušenja aeolskih vibracija zbog TW dizajna)(veća/učinkovitija prigušenja aeolskih vibracija zbog TW dizajna)

preporuka štićenja vibracija s uobičajenim preporuka štićenja vibracija s uobičajenim (Stockbridge)(Stockbridge) prigušivačimaprigušivačima-- preporuka štićenja vibracija s uobičajenim preporuka štićenja vibracija s uobičajenim (Stockbridge)(Stockbridge) prigušivačimaprigušivačima

•• 2 do 3 puta skuplji od klasičnih (očekivani povrat investicije 6 do 7 2 do 3 puta skuplji od klasičnih (očekivani povrat investicije 6 do 7 godina godina –– ušteda na bubicima)ušteda na bubicima)

52

gg ))•• ograničena dobavljivost i broj proizvođačaograničena dobavljivost i broj proizvođača

Smanjenje omskih gubitakaSmanjenje omskih gubitaka

I2R Conductor Power Loss (kW/mile)

400

500

er

DRAKE ACSR

DRAKE ACSS

200

300

Wat

t/mile

(pe

ondu

ctor

) DRAKE ACSS

DRAKE ACSS/TW

SUWANNEE ACSS/TW

0

100

200

Kilo

W co SUWANNEE ACSS/TW

DRAKE ACCC/TW

0Operation at 1500 Amps

53

Razvoj ACCC vodičaRazvoj ACCC vodiča

č ( )• razvoj započeo 2001 (CTC)

• ispitivanja jezgre i namatanja aluminija

• na kompozitnu jezgru započeta 2003na kompozitnu jezgru započeta 2003

• komercijalna proizvodnja započela 2004.

• Laboratorijska mjerenja ACCC vodiča i jezgre

• u “nezavisnim” laboratorijima i sveučilišnim središtima 

b h il bič j k i i i j• obuhvatila su uobičajene postupke ispitivanja 

– mehaničkih svojstava

– električnih svojstavaelektričnih svojstava

• Posebna pažnja posvećena ispitivanju kompozitne jezgre

54

Pogonska iskustva – ispitna poljaPogonska iskustva – ispitna polja

• USA:• USA:• TX: EPRI–Haslett, Austin Energy–Austin, AEP–San Antonio, AEP–Abelinene, TX• NY: National Grid–Niagara Falls• AZ: APS–Phoenix, WAPA–Phoenix, Mohave Electric–Bullhead City • MI: City of Holland–Holland, 

l• CO: Xcel Energy–Denver• KS: City of Kingman–Kingman, Kingman/FEMA–Kingman, Kingman(3)–Kingman• AR: AEP(2)/(3)–Rogers,  • MO: KAMO(1)–Springfield• UT:PacifiCorp(1)/(2)–Salt Lake City,

• Francuska:• EDF (1)–Renardieres, RTE/EDF(2)–Minerve,

• Kina:Kina:• State Grid (1)–(5): Shanghai, Beijing, Shenhzen, Wuxi, North West• Lioaning Electric–Lioyang, • Fujian Power (1)/(5) – Longyan, Xaiman, Nam Ping, Fuzhou, Fujian, • Puzin Power (1) – Puzin. 

• Popraćeno mjerenjima svih relevantnih parametara

55

UsporedbeUsporedbeUsporedbeUsporedbe

svojstva svojstva

vodičavodiča

(Drake)(Drake)::ACSR, ACSR,

//ACSS/TW,ACSS/TW,

ACCR iACCR i

ACCC/TWACCC/TW

56

ACCC/TWACCC/TW

57

... tipičan izgled specifikacija proizvođača za ACCC/TW vodiče,... tipičan izgled specifikacija proizvođača za ACCC/TW vodiče,

s tablicom opteretivosti " I = I( sunce, vjetar ) " . s tablicom opteretivosti " I = I( sunce, vjetar ) " .

58Usporedba strujne opteretivosti ACSR i ACCC/TW Usporedba strujne opteretivosti ACSR i ACCC/TW

vodiča istih promjera... vodiča istih promjera...

Simulacije Simulacije eksploatacijskog vijeka eksploatacijskog vijeka ACCC/TW dič ACCC/TW dič ACCC/TW vodiča ACCC/TW vodiča softverom GENOAsoftverom GENOA(Nasa, Boeing, Air(Nasa, Boeing, Air--Bus)!Bus)!

Predviđena trajnostPredviđena trajnost

cca 50...60 godcca 50...60 god

-- rad na 125 rad na 125 °°C kroz C kroz

85 % vremena pogona,85 % vremena pogona,

5 % 0 5 % 0 C iC i

59

5 % na 0 5 % na 0 °°C iC i

10 % na 18010 % na 180 °°C.C.

60

... Varijante u rekonstrukcijama 110kV, uz mogućnost izbora ... Varijante u rekonstrukcijama 110kV, uz mogućnost izbora povišene radne temperaturepovišene radne temperature zaza

ACCC/TW (bez velikih povećanja gubitaka prijenosa snageACCC/TW (bez velikih povećanja gubitaka prijenosa snage )...)...

(Aluminum Conductor Composite Core; Trapezoidal Wires)(Aluminum Conductor Composite Core; Trapezoidal Wires)

... temperatura klasičnih, ... temperatura klasičnih, čeličnoaluminijskih vodiča čeličnoaluminijskih vodiča jj

(ACSR,(ACSR,

Aluminum Conductor Steel Aluminum Conductor Steel ReinforcedReinforced))

č bč bograničena je s obzirom na ograničena je s obzirom na svojstva aluminijskih žicasvojstva aluminijskih žica

==>>

... smanjenje čvrstoće ... smanjenje čvrstoće s a je je č stoćes a je je č stoćečitavog vodiča jer čitavog vodiča jer

aluminij "ravnopravno"aluminij "ravnopravno"(proporcionalno s (proporcionalno s odgovarajućim udjelom odgovarajućim udjelom g j jg j jpresjeka i modulom presjeka i modulom elastičnosti)elastičnosti)

participira u nosivosti sparticipira u nosivosti s

čeličnom jezgromčeličnom jezgromj gj g

... ...

61

62

Konceptualni proračuni zagrijavanja Konceptualni proračuni zagrijavanja -- Model konačnih elemenata ACCC/TW Model konačnih elemenata ACCC/TW vodiča s kompozitnom jezgrom...vodiča s kompozitnom jezgrom...

vođenje topline vođenje topline ––j pj p

male temperaturne male temperaturne razlike za idealizirana razlike za idealizirana prijanjanja slojeva prijanjanja slojeva t ži t ži trap. žica trap. žica ––

realnije simulacije realnije simulacije traže stvarne traže stvarne presjeke dodira presjeke dodira presjeke dodira, presjeke dodira, konvekcijske koef. konvekcijske koef. prijelaza topline prijelaza topline (FSI),... (FSI),...

63

ACCC/TW, kao moguća zamjena čeličnoaluminijskih vodiča u klasičnim ACCC/TW, kao moguća zamjena čeličnoaluminijskih vodiča u klasičnim

64

/ , g j j/ , g j jrješenjima dalekovoda. Pojačanja stupova & rel. manja trajnostrješenjima dalekovoda. Pojačanja stupova & rel. manja trajnost(brža akumulacija ciklusa eolskih vibracija). (brža akumulacija ciklusa eolskih vibracija).

Kompaktiranja s pokretnim konzolama iKompaktiranja s pokretnim konzolama i suvremenim vodičima

• elementarna teorija translacijskih konzola

‐ kvantifikacija mogućnosti i ograničenja kompaktiranja

65

66

... "... "Research and Development in Research and Development in Power LinePower Line System Inc.",System Inc.",(vodećoj softverskoj kući projektiranja nedzemnih vodova u USA).(vodećoj softverskoj kući projektiranja nedzemnih vodova u USA).

T ij ki k ti k kti jT ij ki k ti k kti jTeorijski koncepti kompaktiranjaTeorijski koncepti kompaktiranja

Li C ti Li C ti Th ti l A tTh ti l A tLine Compaction Line Compaction -- Theoretical AspectsTheoretical Aspects

67

68

ACCC/TW ACCC/TW DrakeDrake i tipizirani vodič 240/40 u klasičnom polju (“I”) 9 x 320 m;i tipizirani vodič 240/40 u klasičnom polju (“I”) 9 x 320 m;

... uz provjere Wyciskovih predviđanja povećanja provjesa ...... uz provjere Wyciskovih predviđanja povećanja provjesa ...

69...u nedostatku domaćih ispitnih polja =...u nedostatku domaćih ispitnih polja =>> "download friških" priručnika."download friških" priručnika.....

Kompaktiranja s pokretnim konzolama iKompaktiranja s pokretnim konzolama i suvremenim vodičima...

retrospektiva... od "Male Kapele" prema ravnicama...

• početak: visina ovjesišta donje faze "klasike",početak: visina ovjesišta donje faze  klasike ,• povišenja ovjesišta zbog većeg provjesa (Wycisk),

• povećanja zategnutosti polja zbog smanjenja sigurnosnog razmaka, a pogotovo zbog udara konzole u stuppogotovo zbog udara konzole u stup

( tipična ograničenja σNDN = 30/praksa ... 40/normativi %σPR ),• sekcioniranja polja DV a u dionice s manjim brojem raspona u istim duljinama• sekcioniranja polja DV‐a u dionice s manjim brojem raspona u istim duljinama 

(rekonst. nosivih u zatezne stupove, s preradama temelja na istim stupnim mjestima),

• traženje kvalitetnijeg (lakšeg i izdržljivijeg) vodiča,

• ponavljanja istog algoritma s novim svojstvima vodiča...ponavljanja istog algoritma s novim svojstvima vodiča...

70

čč ( l d )( l d )ZnaZnaččajaj razmatranja (posljedice)razmatranja (posljedice)uzdužnih pomaka pomičnih ovjesišta:uzdužnih pomaka pomičnih ovjesišta:

•• povećanja povećanja (odskoci)(odskoci) i smanjenja provjesa vodiča, i smanjenja provjesa vodiča,

međusobna međusobna približenja faznih vodičapribliženja faznih vodiča, , moguća preplitanja...moguća preplitanja...

•• povećanja provjesa i povećanja provjesa i približenja tlu donjeg vodičapribliženja tlu donjeg vodiča(d i i i (d i i i 5 6 )5 6 )(dop. sigurnosna visina (dop. sigurnosna visina ~~ 5...6 m),5...6 m),

•• pojave preskokapojave preskoka pri smanjenju električnog razmaka s približenjem pri smanjenju električnog razmaka s približenjem ( ) ž di k t k iji t( ) ž di k t k iji t(snopova) užadi konstrukciji stupa,(snopova) užadi konstrukciji stupa,

pojave udarapojave udara pokretnih pokretnih konzola o konstrukcije stupovakonzola o konstrukcije stupova•• pojave udarapojave udara pokretnih pokretnih konzola o konstrukcije stupovakonzola o konstrukcije stupova(spriječiti dovoljnom zategnutošću).(spriječiti dovoljnom zategnutošću).

71

72

Prevladavajući Prevladavajući (dominirajući) (dominirajući) učinci uzdužnih pomakaučinci uzdužnih pomaka......

Model poligonalnogModel poligonalnog nosivog stupanosivog stupa s pokretnim konzolamas pokretnim konzolama (2x110 kV)(2x110 kV)Model poligonalnogModel poligonalnog nosivog stupanosivog stupa s pokretnim konzolamas pokretnim konzolama (2x110 kV)(2x110 kV)

Osnovna geometrija pokretne konzoleOsnovna geometrija pokretne konzole

-- duljine štapnih izolatora duljine štapnih izolatora (gornji nosivi L(gornji nosivi Lgngn, donji potporni L, donji potporni Ldpdp)) ii-- karakteristični kutevi (karakteristični kutevi (αα, , ββ i i γγ), ),

73

od utjecaja na dinamička ponašanja od utjecaja na dinamička ponašanja (“asimetričnog” leda i bočnog vjetra),(“asimetričnog” leda i bočnog vjetra),i od značaja u dimenzioniranju presjeka štapovai od značaja u dimenzioniranju presjeka štapova

(donji “(donji “po Eulerupo Euleru”, ”, DJ izvijanjaDJ izvijanja iz 1744).iz 1744).

74

Pokretna konzola u nacrtu (lijevo) i tlocrtu (desno) Pokretna konzola u nacrtu (lijevo) i tlocrtu (desno) -- pogledi sprijeda i odozgo (FE model).pogledi sprijeda i odozgo (FE model).

•• ELEMENTARNA TEORIJA ZATEZNIH POLJAELEMENTARNA TEORIJA ZATEZNIH POLJAidealno savitljivih, nerastezljivih, plitkih paraboličkih idealno savitljivih, nerastezljivih, plitkih paraboličkih j , j , p pj , j , p p

LANČANICA S NIVELIRANIM I UZDUŽNO POMIČNIMLANČANICA S NIVELIRANIM I UZDUŽNO POMIČNIM(translacijskim)(translacijskim) OVJESIŠTIMAOVJESIŠTIMA

RAZVIJANI MODELIRAZVIJANI MODELI

(ravničarski; ujednačene duljine raspona)(ravničarski; ujednačene duljine raspona)l t i l t i •• elementarni elementarni (tangencijalna krutost raspona / tangente)(tangencijalna krutost raspona / tangente)

•• nelinearni nelinearni (paraboličke lančanice)(paraboličke lančanice)•• nelinearni "s popravcima"nelinearni "s popravcima"

((Hookeova istezanja užadi temperaturna produljenja)Hookeova istezanja užadi temperaturna produljenja)((Hookeova istezanja užadi, temperaturna produljenja),Hookeova istezanja užadi, temperaturna produljenja),

•• iterativni iterativni (Fortran/Pascal: polja neujednačenih raspona s usponima)(Fortran/Pascal: polja neujednačenih raspona s usponima)(Fortran/Pascal: polja neujednačenih raspona s usponima)(Fortran/Pascal: polja neujednačenih raspona s usponima)

•• konačnih elemenata konačnih elemenata (Algor) (Algor) –– za provjere teorije...za provjere teorije...

•• klasična i kompaktirana poljaklasična i kompaktirana polja•• klasični čeličnorešetkasti i alternativniklasični čeličnorešetkasti i alternativni poligonalnipoligonalni (čeličnocijevni)(čeličnocijevni) stupovistupovi

•• naponske razine 110 kV i 400 kVnaponske razine 110 kV i 400 kV•• različiti vodiči različiti vodiči (240/40; 360/57; ACCC Hawk/Drake/Bittern,...)(240/40; 360/57; ACCC Hawk/Drake/Bittern,...)

75

•• štapna izolacija: "I", "V", ">"štapna izolacija: "I", "V", ">"•• međufazni rastojnici: "I","H","8"... međufazni rastojnici: "I","H","8"...

76

... Svojstva vodiča 240/40... Svojstva vodiča 240/40--AL/Č i ACCC/TWAL/Č i ACCC/TW--HawkHawk

77

... statičke karakteristike; dinamičke i kvazistacionarne veličine ...... statičke karakteristike; dinamičke i kvazistacionarne veličine ...

78... jednostavnost i zadovoljavajuća točnost... ... jednostavnost i zadovoljavajuća točnost...

79... uvod u elementarnu teoriju lančanica s transl. ovjesištima.... uvod u elementarnu teoriju lančanica s transl. ovjesištima.

... kompaktiranja ... kompaktiranja ... kompaktiranja ... kompaktiranja s pokretnim s pokretnim konzolama... & konzolama... & teret "1"...teret "1"...

... cca 13% manji ... cca 13% manji prosječni rasponi ...prosječni rasponi ...

za dalekovode u za dalekovode u

kojima sekojima sekojima sekojima se

propagacije havarija propagacije havarija (šteta)(šteta)

spriječavaju /spriječavaju /

ograničavajuograničavaju

s najvećims najvećims najvećims najvećim

dopustivim brojemdopustivim brojem

raspona u polju. raspona u polju.

80

... Najveće ... Najveće (i impozantne)(i impozantne)duljine raspona ostvarive duljine raspona ostvarive duljine raspona ostvarive duljine raspona ostvarive klasičnim konstrukcijskim klasičnim konstrukcijskim rješenjima rješenjima čeličnorešetkastih stupova čeličnorešetkastih stupova “jela” (110 kV) “jela” (110 kV) “jela” (110 kV). “jela” (110 kV).

... dalekovodi ... dalekovodi kompaktirani s pokretnim kompaktirani s pokretnim konzolama imajukonzolama imaju

(u principu) različite(u principu) različite

(i općenito manje)(i općenito manje)

vrijednosti optimalnihvrijednosti optimalnihduljina duljina prosječnih rasponaprosječnih rasponajj p j pp j p

u usporedbi s klasičnim, u usporedbi s klasičnim,

za jednake vodiče, za jednake vodiče,

zategnutost polja,zategnutost polja,

klimatološke uvjete leda klimatološke uvjete leda

81

klimatološke uvjete leda,... klimatološke uvjete leda,...

Kvantifikacija Kvantifikacija sekcioniranjasekcioniranja......

Dopustivi broj n Dopustivi broj n raspona u raspona u sekcijisekciji

--

ograničen,ograničen,

--

a željeli bi da je a željeli bi da je što veći,što veći,

--

bbzbog manjeg zbog manjeg broja skupljih, broja skupljih, zateznih zateznih stupova.stupova.

82

83Mogućnost kompaktiranja: n=n( LMogućnost kompaktiranja: n=n( L00, , σσ ); prikaz ASTRIZE/Algebrus. ); prikaz ASTRIZE/Algebrus.

84

... ...

cca 15.5 % učinkovitiji ACCC po kriteriju prosječne duljine raspona... cca 15.5 % učinkovitiji ACCC po kriteriju prosječne duljine raspona...

85

cca 15.5 % učinkovitiji ACCC po kriteriju prosječne duljine raspona... cca 15.5 % učinkovitiji ACCC po kriteriju prosječne duljine raspona... (za jednosistemske “jele”); (za jednosistemske “jele”); smanjenja zategnutosti užadi prema krajevima DVsmanjenja zategnutosti užadi prema krajevima DV--a =a =>>

86

Kraći rasponi na priključcima dalekovoda.Kraći rasponi na priključcima dalekovoda.(velike zategnutosti...uobičajeni (velike zategnutosti...uobičajeni StockbridgeStockbridge prigušivači i za ACCC)prigušivači i za ACCC)

OK: za raspone pokretnih konzola ekvivalentne jednosistemskim “jelama” ili OK: za raspone pokretnih konzola ekvivalentne jednosistemskim “jelama” ili

87

... ... OK: za raspone pokretnih konzola ekvivalentne jednosistemskim “jelama”... ili OK: za raspone pokretnih konzola ekvivalentne jednosistemskim “jelama”... ili

dvosistemska kompaktirana polja s ugradnjom međufaznih rastojnika;dvosistemska kompaktirana polja s ugradnjom međufaznih rastojnika;

naime...naime...

88

... ... 300 m rasponi 90 MPa ... samo 2 raspona u polju bez međufaznih rastojnika !300 m rasponi 90 MPa ... samo 2 raspona u polju bez međufaznih rastojnika !

89

... daljnja smanjenja broja raspona za dvosistemske dalekovode kompaktirane pokretnim ... daljnja smanjenja broja raspona za dvosistemske dalekovode kompaktirane pokretnim konzolama konzolama

... MEĐUFAZNI RASTOJNICI ... MEĐUFAZNI RASTOJNICI –– nužnost!nužnost!

Utjecaj smanjenja kriterija dopustivog uzdužnog pomaka “0 6 m“ za Utjecaj smanjenja kriterija dopustivog uzdužnog pomaka “0 6 m“ za

90

Utjecaj smanjenja kriterija dopustivog uzdužnog pomaka 0.6 m za Utjecaj smanjenja kriterija dopustivog uzdužnog pomaka 0.6 m za polja s velikim brojem raspona polja s velikim brojem raspona (n(n→∝→∝; 240/40; 240/40--AL/Č).AL/Č).

233233→→244 m za n=25! (...10 x 260 m; 5 x 287 m; 2 x 384 m).244 m za n=25! (...10 x 260 m; 5 x 287 m; 2 x 384 m).

ΔΔf f

n Ln L00

91

... bez ugradnje međufaznih rastojnika ... bez ugradnje međufaznih rastojnika ––

prevladava kriterij dopustivog provjesa “2.24 m” prevladava kriterij dopustivog provjesa “2.24 m”

92

... Analogno ... Analogno ((nešto povoljnije)nešto povoljnije) za aluminijski vodič s kompozitnom za aluminijski vodič s kompozitnom jezgrom jezgrom

Elementarna teorija polja niveliranih, idealno savitljivih i Elementarna teorija polja niveliranih, idealno savitljivih i nerastezljivih paraboličkih lančanica s uzdužno pomičnim nerastezljivih paraboličkih lančanica s uzdužno pomičnim

ovjesištima:ovjesištima:jj

jednostavno sredstvo za kvalitativna jednostavno sredstvo za kvalitativna (preliminarna)(preliminarna) razmatranja razmatranja mogućnosti kompaktiranja pokretnim konzolamamogućnosti kompaktiranja pokretnim konzolamamogućnosti kompaktiranja pokretnim konzolamamogućnosti kompaktiranja pokretnim konzolama

(s klasičnim ili suvremenim vodičima),(s klasičnim ili suvremenim vodičima),

dobar potporni alat u projektiranjima novih kompaktiranih ili dobar potporni alat u projektiranjima novih kompaktiranih ili rekonstrukcijama postojećih klasičnih poljarekonstrukcijama postojećih klasičnih polja

ograničene primjene ograničene primjene -- nužnost posebnih proračuna (npr. s nužnost posebnih proračuna (npr. s konačnim elementima) za eksplicitne potvrde zahtjevanih veličina:konačnim elementima) za eksplicitne potvrde zahtjevanih veličina:

usponi,usponi,usponi,usponi,

polja neujednačenih (većih varijacija) duljina raspona,polja neujednačenih (većih varijacija) duljina raspona,

područja većih varijacija jačina bočnog vjetra,...područja većih varijacija jačina bočnog vjetra,...

93

... o ekonomičnosti kompaktiranja ... o ekonomičnosti kompaktiranja k t i k l i i diči k t i k l i i diči s pokretnim konzolama i suvremenim vodičima ...s pokretnim konzolama i suvremenim vodičima ...

Rekonstrukcije 110 kVRekonstrukcije 110 kVElementi za proračune ekonomičnosti kompaktiranih rješenjaElementi za proračune ekonomičnosti kompaktiranih rješenjap p j jp p j j

KOMPAKTIRANI DVKOMPAKTIRANI DV

-- siluete glavasiluete glava stupova stupova suženesužene,,gg pp ,,-- visinevisine vratova vratova glava stupova smanjeneglava stupova smanjene,,

-- širine trasa suženeširine trasa sužene,,u odnosu na ekvivalentna klasična rješenja.u odnosu na ekvivalentna klasična rješenja.

Kompaktirani stupoviKompaktirani stupovi mogu bitimogu bitiniži, jednake visine, ali i viši od klasičnihniži, jednake visine, ali i viši od klasičnih..

Kompaktirani rasponi mogu biti jednaki klasičnima,Kompaktirani rasponi mogu biti jednaki klasičnima,p p g j ,p p g j ,ali i manji ili veći od klasičnih. ali i manji ili veći od klasičnih.

Zategnutosti polja takođerZategnutosti polja također..

Kompaktirani DVKompaktirani DV mogu bitimogu bitipp ggjeftinijijeftiniji...( ...( ≈≈ iste cijeneiste cijene ) ili ) ili skuplji od klasičnihskuplji od klasičnih. .

Opća ocjena ekonomičnostiOpća ocjena ekonomičnosti klasičnih i alternativnih rješenja klasičnih i alternativnih rješenja ima smisla samo za optimalne konfiguracijeima smisla samo za optimalne konfiguracije

94

p g jp g jklasičnih i alternativnih rješenja klasičnih i alternativnih rješenja novih dalekovodanovih dalekovoda,,

za jednake uvjete i zahtjevane performanse.za jednake uvjete i zahtjevane performanse.

... ... osnove sekcioniranja ... problematika optimalnih sekcija novih dalekovoda i sekcioniranja u osnove sekcioniranja ... problematika optimalnih sekcija novih dalekovoda i sekcioniranja u b iti t j ćih lj d ž j t ih j t b iti t j ćih lj d ž j t ih j t

95

gabaritima postojećih polja ... održanja stupnih mjesta ... gabaritima postojećih polja ... održanja stupnih mjesta ...

96

... 420 kV/5m delta... 420 kV/5m delta--II--sist/...odvodnici prenapona...sist/...odvodnici prenapona...

...svi stupovi zatezni...250 m rsp... ...svi stupovi zatezni...250 m rsp... 30% 30% $$

... uz preliminarne procjene ekonomičnosti kompaktiranja pokretnim konzolama... uz preliminarne procjene ekonomičnosti kompaktiranja pokretnim konzolama

110 kV prigradskih dalekovoda sa i bez zamjena kakvoće vodiča 110 kV prigradskih dalekovoda sa i bez zamjena kakvoće vodiča (240/40 360757 (240/40 360757 --AL/Č; ACCC/TW Hawk Drake )AL/Č; ACCC/TW Hawk Drake )(240/40, ... 360757 (240/40, ... 360757 --AL/Č; ACCC/TW Hawk, Drake,...)AL/Č; ACCC/TW Hawk, Drake,...)

•• ... primjer...... primjer...

dionica 110 kV daleko oda “dionica 110 kV daleko oda “S bS b R kitjR kitj ””dionica 110 kV dalekovoda “dionica 110 kV dalekovoda “SamoborSamobor--RakitjeRakitje”,”,•• postojeće polje postojeće polje 6.019 km6.019 km; vodič 240/40; vodič 240/40--AL/Č, AL/Č,

•• 2 zatezna stupa i 20 nosiva stupa,2 zatezna stupa i 20 nosiva stupa,•• 21 raspon, prosječna duljina 21 raspon, prosječna duljina 286.62 m286.62 m,,ahtje od žanja postojećih st pnih mjestaahtje od žanja postojećih st pnih mjesta•• zahtjev održanja postojećih stupnih mjestazahtjev održanja postojećih stupnih mjesta

opcije:mogućnost ugradnje pokretnih konzola opcije:mogućnost ugradnje pokretnih konzola na poligonalne stupove ilina poligonalne stupove ili

na čeličnorešetkaste trupovena čeličnorešetkaste trupovena čeličnorešetkaste trupovena čeličnorešetkaste trupove(klasični stupovi(klasični stupovi bez nepokretnih konzola)bez nepokretnih konzola)

__________________________________________________________________________________________________________________kompaktiranja s pokretnim konzolama i kompaktiranja s pokretnim konzolama i tipiziranim vodičem u 4 sekcijetipiziranim vodičem u 4 sekcijekompaktiranja s pokretnim konzolama i kompaktiranja s pokretnim konzolama i tipiziranim vodičem u 4 sekcijetipiziranim vodičem u 4 sekcije

((3 nosiva stupa potrebno rekonstruirati u zatezne3 nosiva stupa potrebno rekonstruirati u zatezne))

____________________________________________________________________________________________________________________________

primjenom ACCC/TW vodiča dovoljno primjenom ACCC/TW vodiča dovoljno 2 sekcije i 1 rekonstrukcija “N” 2 sekcije i 1 rekonstrukcija “N” ““Z”Z”

____________________________________________________________________________________

Obje varijante s primjenama međufaznih rastojnika!Obje varijante s primjenama međufaznih rastojnika!

97

Obje varijante s primjenama međufaznih rastojnika!Obje varijante s primjenama međufaznih rastojnika!

... Ilustracija rekonstrukcija ... Ilustracija rekonstrukcija ((FaceFace--liftinglifting)) starih starih JelaJela u nove u nove BačveBačve ili ili

kompaktiranja u nove kompaktiranja u nove Kompakte Kompakte ......

il t ij k kti j lj il t ij k kti j lj

98

... ilustracija kompaktiranja polja s puno raspona... ilustracija kompaktiranja polja s puno raspona

... Siluete nosivih stupova ...... Siluete nosivih stupova ...11--sistemske "jele", dvosistemske "bačve", 6 sekcijasistemske "jele", dvosistemske "bačve", 6 sekcija "kompozita""kompozita" (1:1), 11 sekcija(1:1), 11 sekcija tipiziranog užetatipiziranog užeta

(3 nova za 2 stara raspona)(3 nova za 2 stara raspona)

21+2 stupa, rasponi 360m; 21+2 stupa, rasponi 360m; isto 23: 16 nosivih i 7 zateznih (5 prer), rasp 360m21+2 stupa, rasponi 360m; 21+2 stupa, rasponi 360m; isto 23: 16 nosivih i 7 zateznih (5 prer), rasp 360m

99

p , p ; p , p ; ( p ), pp , p ; p , p ; ( p ), p

22 nos. i 12 zat. (10 prer; rsp 240m)22 nos. i 12 zat. (10 prer; rsp 240m)

Tipične pretvorbe 110 kV DV 1Tipične pretvorbe 110 kV DV 1--sistemskih "jela"sistemskih "jela"u dvosistemske "bačve" u dvosistemske "bačve" ČČ(npr. vodič 240/40(npr. vodič 240/40--AL/Č, 95 MPa, led "1", polje 22 x 360 m raspona;)AL/Č, 95 MPa, led "1", polje 22 x 360 m raspona;)

nisu moguće bez nisu moguće bez -- proširenja postojeće trase za proširenja postojeće trase za ≈≈3.1 m, 3.1 m,

-- povišenja ovjesišta donjih vodiča za cca povišenja ovjesišta donjih vodiča za cca ≈≈5.1 m.5.1 m.

Alternativan vod kompaktiran s pokretnim konzolamaAlternativan vod kompaktiran s pokretnim konzolamatraži sekcioniranje istog polja u npr...traži sekcioniranje istog polja u npr...

V ij t IV ij t I ččVarijanta IVarijanta I (tipizirani vodič)(tipizirani vodič)::11 sekcija (po tri kraća raspona, duljine 240 m).11 sekcija (po tri kraća raspona, duljine 240 m).

Nosivi stupovi (visina Nosivi stupovi (visina ≈≈21.9 m) takvog voda 21.9 m) takvog voda niži su za cca 9.42 m od početnih "jela" (niži su za cca 9.42 m od početnih "jela" (≈≈31.3 m), 31.3 m), d 14 52 d kl ič ih "b č i" (d 14 52 d kl ič ih "b č i" ( 36 40)36 40)odnosno cca 14.52 m od klasičnih "bačvi" (odnosno cca 14.52 m od klasičnih "bačvi" (≈≈36.40);36.40);

Trasa (Trasa (≈≈13.3 m) kompaktnog voda 13.3 m) kompaktnog voda za 5.6...6.3 m je uža od klasične ("bačve"), odnosno za 5.6...6.3 m je uža od klasične ("bačve"), odnosno

za 2.45...3.2 m uža od početne trase ("jele").za 2.45...3.2 m uža od početne trase ("jele").

Pogodnosti i nedostaci: Pogodnosti i nedostaci: •• suženje trase u čitavoj duljini polja (oslobađanje prostora 49900 m2), suženje trase u čitavoj duljini polja (oslobađanje prostora 49900 m2),

•• 14.2 m "visinske estetike" boljeg uklapanja u okoliš,14.2 m "visinske estetike" boljeg uklapanja u okoliš,•• nastavak primjene tipiziranog vodičanastavak primjene tipiziranog vodičanastavak primjene tipiziranog vodičanastavak primjene tipiziranog vodiča

•• povećan broj nosivih i zateznih struktura (23povećan broj nosivih i zateznih struktura (23 34),34),•• napuštanja 11 postojećih stupnih mjesta i stvaranja 22 novih,napuštanja 11 postojećih stupnih mjesta i stvaranja 22 novih,

•• pojačanja temelja na 10 postojećih stupnih mjesta (Npojačanja temelja na 10 postojećih stupnih mjesta (N Z)Z)•• zadržanja jednakog broja klasičnih visećih štapnih izolatora,zadržanja jednakog broja klasičnih visećih štapnih izolatora,

•• ugradnje 132 pokretne konzole (za svih 6 faznih vodiča ili snopova)ugradnje 132 pokretne konzole (za svih 6 faznih vodiča ili snopova)

100

•• ugradnje 132 pokretne konzole (za svih 6 faznih vodiča ili snopova),ugradnje 132 pokretne konzole (za svih 6 faznih vodiča ili snopova),•• ugradnje 184 međufazna rastojnika ("I", duljina 2.8 m),...ugradnje 184 međufazna rastojnika ("I", duljina 2.8 m),...

Varijanta IIVarijanta II

-- kompaktiranje zamjenom tipiziranog vodičakompaktiranje zamjenom tipiziranog vodiča (240/40(240/40--AL/Č)AL/Č)aluminijskim s kompozitnom jezgrom aluminijskim s kompozitnom jezgrom (ACCC/TW Hawk),(ACCC/TW Hawk),

-- zadržanje istih stupnih mjesta,zadržanje istih stupnih mjesta,-- polje 22 raspona potrebno sekcionirati polje 22 raspona potrebno sekcionirati polje 22 raspona potrebno sekcionirati polje 22 raspona potrebno sekcionirati

(npr. u 6 sekcija, 4 x 4 x 360 m + 2 x 3 x 360m),(npr. u 6 sekcija, 4 x 4 x 360 m + 2 x 3 x 360m),

Zbrojene visine stupova "bačva" ... cca 24 x 36.395 = 873.5 m Zbrojene visine stupova "bačva" ... cca 24 x 36.395 = 873.5 m (u dolarskom ekvivalentu 1Z(u dolarskom ekvivalentu 1Z≈≈1 5N $)1 5N $)(u dolarskom ekvivalentu 1Z(u dolarskom ekvivalentu 1Z≈≈1.5N, $)1.5N, $)

Visine kompaktiranih stupova... cca (7 x 1.5 + 16) x 27.51 = 26.5 x 27.51 = 729 m (ekv.$),Visine kompaktiranih stupova... cca (7 x 1.5 + 16) x 27.51 = 26.5 x 27.51 = 729 m (ekv.$),

•• cca 16.5 % smanjeni troškovi nižih stupova (36.395 m cca 16.5 % smanjeni troškovi nižih stupova (36.395 m 27.51 m),27.51 m),

•• potrebna "potrebna "pojačanjapojačanja" na 5 stupnih mjesta (N" na 5 stupnih mjesta (N Z),Z),

•• PK 16 * 6 = 96 kom, MRast 176 kom , KVisŠI 12 x 6 = 72 kom (12 za bačve);PK 16 * 6 = 96 kom, MRast 176 kom , KVisŠI 12 x 6 = 72 kom (12 za bačve);

•• 2...3 puta skuplje zamjensko uže, ali zbog povoljnije vodljivosti 2...3 puta skuplje zamjensko uže, ali zbog povoljnije vodljivosti (manjeg otpora)(manjeg otpora)brza amortizacija početnih inv. troškova brza amortizacija početnih inv. troškova (cca 1.5...2 god po "USA" postupku procjene...)(cca 1.5...2 god po "USA" postupku procjene...)

•• mogućnost rada zamjenskog vodiča na temperaturama uobičajenim za ACSR, ali i na mogućnost rada zamjenskog vodiča na temperaturama uobičajenim za ACSR, ali i na g j g p j ,g j g p j ,povišenim ili vrlo visokim (povišenim ili vrlo visokim (povećanja prijenosnih moćipovećanja prijenosnih moći), tada), tada

•• s povećanim gubicima, te s primjenom skuplje,s povećanim gubicima, te s primjenom skuplje,•• visokotemperaturne (HT) stezne opreme i priboravisokotemperaturne (HT) stezne opreme i pribora

101

•• Iste pogodnosti suženja trase kao u varijanti I Iste pogodnosti suženja trase kao u varijanti I

102

... Primjer sekcioniranja za "led 1.6" i zategnutost 90 MPa; ... Primjer sekcioniranja za "led 1.6" i zategnutost 90 MPa; ACSRACSR--240/40 : ACCC Hawk = zatezni stup svakih 720 / 1200 m!240/40 : ACCC Hawk = zatezni stup svakih 720 / 1200 m!

Research and DevelopmentResearch and Development in WCEin WCE

103

... ... Research and DevelopmentResearch and Development in WCE ...in WCE ...

Dinamičke simulacije a č e s u ac jes konačnim elementima

‐ osnovni i originalni koncepti modeliranja

k l k ih i l ijkompleksnih simulacija: 

• prostor i vrijeme, 

• različite konstrukcije (stupovi, izolatori,...),različite konstrukcije (stupovi, izolatori,...), 

• različite vrste vodiča, 

• složeni fizički scenariji (led, vjetar,...) !,...

s primjerima proračuna novih izvedbi dalekovoda: 

• provjere inženjerskih pretpostavki i dosega elem teorije• provjere inženjerskih pretpostavki i dosega elem. teorije,

• ilustracije mogućnosti FE alata u potpori projektiranja nadzemnih vodova.

104

Fininite Fininite llElement Element

Mechanical Event Mechanical Event Simulations Simulations

ofof

Overhead Overhead Transmission Transmission LinesLines

Dinamičke simulacije Dinamičke simulacije nadzemnih dalekovoda s nadzemnih dalekovoda s

konačnim elementimakonačnim elementima

105

MODELIRANJA KONAČNIH ELEMENATAMODELIRANJA KONAČNIH ELEMENATAMODELIRANJA KONAČNIH ELEMENATAMODELIRANJA KONAČNIH ELEMENATA

klasičnih, čeličnorešetkastih stupova,klasičnih, čeličnorešetkastih stupova,

poligonalnih stupova poligonalnih stupova (plates/ploče),(plates/ploče),

užadi užadi (vodiča; zaštitna užeta izostavljena )(vodiča; zaštitna užeta izostavljena )užadi užadi (vodiča; zaštitna užeta izostavljena...),(vodiča; zaštitna užeta izostavljena...),

štapova klasične izolacije (“I”,”V”),štapova klasične izolacije (“I”,”V”),

pokretnih konzola,pokretnih konzola,

međufaznih rastojnikameđufaznih rastojnika

106

međufaznih rastojnika,međufaznih rastojnika,

sidrene užadi,sidrene užadi,

pomoćnih konstrukcija pomoćnih konstrukcija ((etalonski “tetrapacietalonski “tetrapaci”)...”)...

107Modeliranja klasičnih i kompaktiranih polja Modeliranja klasičnih i kompaktiranih polja --

samo 1 simulacija za provjeru svega rečenog !!!samo 1 simulacija za provjeru svega rečenog !!!

108......

109

Uz provjere hipoteze o dominirajućim uzdužnim pomacimaUz provjere hipoteze o dominirajućim uzdužnim pomacima

i linearnoj superpoziciji uzdužnog pomaka...i linearnoj superpoziciji uzdužnog pomaka...

Analize postraničnih Analize postraničnih (lateralnih(lateralnih gibanja gibanja (njihanja)(njihanja) užadi...užadi...

110

Si t ij i jih j ž di b l t l ih k j išt Si t ij i jih j ž di b l t l ih k j išt

111

Sigurnost prije svega...; i njihanja užadi zbog lateralnih pomaka ovjesišta Sigurnost prije svega...; i njihanja užadi zbog lateralnih pomaka ovjesišta užadi na pokretnim konzolama... užadi na pokretnim konzolama...

112

""Klasika vs alternativaKlasika vs alternativa" " -- Analize sekcioniranja kompaktiranih polja... Analize sekcioniranja kompaktiranih polja... (pogled odozgo i sprijeda)(pogled odozgo i sprijeda)

Provjera početnih uvjeta...Provjera početnih uvjeta... SekcioniranjemSekcioniranjem smanjena smanjena

113

Provjera početnih uvjeta...Provjera početnih uvjeta... SekcioniranjemSekcioniranjem smanjena smanjena povećanja provjesa povećanja provjesa

P jP jProvjera:Provjera:

ACCC HawkACCC HawkACCC HawkACCC Hawk

omogućuje sekcije omogućuje sekcije kompaktiranih polja kompaktiranih polja

5 x 320 m5 x 320 m5 x 320 m...5 x 320 m...

( 5 x 321 m( 5 x 321 m

za 90 MPa i za 90 MPa i

teret leda 1)...teret leda 1)...

114

115

Komparativne FE analize Komparativne FE analize gibanjagibanja i naprezanja i naprezanja

"I", "V" i ">" štapnih izolacija..."I", "V" i ">" štapnih izolacija...

Komparativne analize uzdužnih gibanja, sila i Komparativne analize uzdužnih gibanja, sila i naprezanja "I", "V" i pokretne (">"naprezanja "I", "V" i pokretne (">")) izolacije...izolacije...

“I” i “V” u najgorem slučaju “I” i “V” u najgorem slučaju (prekida susjednog (prekida susjednog ... I i V u najgorem slučaju ... I i V u najgorem slučaju (prekida susjednog (prekida susjednog vodiča)vodiča) završavaju kao tangente na lančanicu (blizu završavaju kao tangente na lančanicu (blizu ovjesišta);ovjesišta);

... pokretne konzole imaju nepovoljniju slobodu gibanja ... pokretne konzole imaju nepovoljniju slobodu gibanja u odnosu na vertikalnu ravninu klasične “V” izolacije u odnosu na vertikalnu ravninu klasične “V” izolacije ––

116

jjveći pomaci veći pomaci –– , a pri prekidu susjednog vodiča , a pri prekidu susjednog vodiča

završavaju “na stupu”! završavaju “na stupu”!

117

...Odskoci rasterećenih vodiča ...Odskoci rasterećenih vodiča --

uz potrebe za medufaznim rastojnicima...uz potrebe za medufaznim rastojnicima...

118

...Analize učinaka međufaznih rastojnika... i problematika izvijanja rastojnika s kruto ...Analize učinaka međufaznih rastojnika... i problematika izvijanja rastojnika s kruto spojenim štapovima (bez zglobne veze).spojenim štapovima (bez zglobne veze).

Analize odskoka užadi, podizanja i izvijanja međufaznih Analize odskoka užadi, podizanja i izvijanja međufaznih

119

Analize odskoka užadi, podizanja i izvijanja međufaznih Analize odskoka užadi, podizanja i izvijanja međufaznih rastojnika rastojnika ("I")...("I")...

Zaključci analiza s konačnim elementimaj

• FER 3D (x,y,z, t→∝) simulacije s konačnim elementima potvrđuju točnost proračuna ustaljenih uzdužnih pomaka (povećanja i smanjenja početnih raspona) ΔLrast. i ΔLzao ,

• ali i upućuju na znatno veće dinamičke vrijednosti ΔLzao,t,max ubrzo nakon modeliranih (brzih/trenutnih, ponegdje prekonzervativnih) ispada leda s (n‐1) raspona.

nužnosti “FE” modeliranja konkretnih zateznih poljanužnosti  FE  modeliranja konkretnih zateznih polja‐ raspona s usponima,

‐ za konkretni izbor vodiča (modul elastičnosti!)‐ s utjecajima masa i krutosti dodatne opreme,za odgovarajuće uvjete leda i vjetra‐ za odgovarajuće uvjete leda i vjetra,

nužnosti dinamičkih simulacija, s provjerama svih garantiranih sigurnosnih udaljenosti (visina, razmaka)‐ preskočnih razmaka,‐ otklona svih pokretnih konzola, ‐ spuštanja donjih snopova prijelaznih raspona,‐ spuštanja i podizanja snopova susjednih faza,...

(slično/analogno provjerama stabilnosti koje se rade za "2D plošne" stupove ABB‐a)

nužnost primjene međufaznih rastojnika !,

• mogućnosti primjena kvalitetnije (2...3 puta skuplje) užadi 

(uz procjene amortizacije povećanih troškova)... 

120

Što je sve napravljenoŠto je sve napravljeno• Analizirana su klasična konstrukcijska rješenja i više noviteta (stupovi vodiči• Analizirana su klasična konstrukcijska rješenja i više noviteta (stupovi, vodiči, 

pokretne konzole, međufazni rastojnici) • Adresirani su dominirajući problemi kompaktiranja pokretnim konzolama• Postavljena je teorija polja paraboličkih lančanica s translacijskim ovjesištimaPostavljena je teorija polja paraboličkih lančanica s translacijskim ovjesištima

• Teorijski su kvantificirana ograničenja kompaktiranja s pokretnim konzolama (pristupima tangencijalnih krutosti, nelinearnim i iterativnim modelima), u odnosu 

d i i k i ši i k lna dopustivi pomak i širinu konzole‐ broj raspona u polju, ‐ duljina i zategnutost raspona, 

težina vodiča‐ težina vodiča, ‐ težina dodatnog tereta leda

121

• Teorijski dosezi/rezultati provjeravani su s naprednijim modelima proračuna (u F i P l ) i liči k k ij / j d li iFortranu i Pascalu) i za različite konstrukcije/uvjete modelirane suvremenim paketom s konačnim elementima (ALGOR)

‐ učinci bočnog vjetra, ‐ usponi‐ usponi, ‐ međufazni rastojnici, ‐ različiti vodiči • Adresirane su nedorečenosti zakonske regulative/normativa i date su sugestijeAdresirane su nedorečenosti zakonske regulative/normativa i date su sugestije 

mogućih interpretacija “slova zakona”

• Doprinos praktičnoj tehnici kompaktiranja pokretnim konzolama i suvremenim d čvodičima,

• Praktično primjenljive upute za projektiranje kompaktiranih dalekovoda • Metodološki pristupi u modeliranjima i komparativnim “3D” dinamičkim analizama 

složenih konstrukcija (FEM alati)složenih konstrukcija (FEM alati)

122

... ... Nove tehnologije u izvedbNove tehnologije u izvedbamaama nadzemnih vodovanadzemnih vodova

ČČ123

ZAKLJUČAKZAKLJUČAK

ZaključakZaključak• Kompaktirani dalekovod je potencijalno zanimljiva i korisna prinova u EE p j p j j p

sustavu i proizvodnom programu ako se takva odluka donese

• Takav dalekovod ima i prednosti i ograničenja i njegovu primjenu treba razmatrati kao oblik optimiranja kad za to postoji potrebarazmatrati kao oblik optimiranja kad za to postoji potreba

• Razmotren je i analiziran dobar dio specifičnosti vezanih za modeliranje i proračun kompaktiranog rješenja na 110 kV

• Idući mogući korak bi mogla biti uporedna analiza klasičnog i kompaktiranog rješenja na izabranoj trasi na nivou projektnog rješenja

• Ne treba zaboraviti potrebna dodatna električka i mehanička ispitivanja• Ne treba zaboraviti potrebna dodatna električka i mehanička ispitivanja

124

Zaključak ‐ nastavakZaključak  nastavak

• točnija ekonomska kvantifikacija moguća za konkretne projekte (novi• ... točnija ekonomska kvantifikacija moguća za konkretne projekte... (novi dalekovodi, rekonstrukcije,...)

• ekonomska isplativost kompaktnih rješenja predvidiva za posebne slučajeve polja s kraćim i slabije zategnutijim rasponima u klimatološki blažim poljima (led 1.0 / 1.6);(led 1.0 / 1.6); 

• razvoj alternativnih rješenja moguće je opravdati i neekonomskim kriterijima ‐ npr. neraspoloživošću proširenja trasa ("jela bačva" pretvorbe) u gradskim i prigradskim urbanim/suburbanim područjima...

125

Zaključci ‐ šireZaključci šire • Kompaktiranje na 110 kV ‐ razina odabrana zbog:p j g

– primjena pouzdanijih kompozitnih štapnih izolatora s punim nosivim presjecimakonzole manjih gabarita jednostavnija rješenja– konzole manjih gabarita ‐ jednostavnija rješenja

– nužnosti stjecanja praktičnih iskustava (s pozitivnim ishodom mogućnost razvijanja kompaktiranja razina 400 kV i 220→400 kV, kad one dođu na red!)

veća vjerojatnost da dođe do primjene– veća vjerojatnost da dođe do primjene• ...

• mogućnost primjene suvremenih ACCCTW vodiča na uobičajenim 

temperaturama alučeličnih vodiča ili nešto povećanim (bez primjena skuplje HT stezne i ovjesne opreme; relativno kraće vrijeme vraćanja povećanih investicijskih troškovaj

126

... ACCC vodič ...... ACCC vodič ...

• manji gubici prijenosa električne energije igubici prijenosa električne energije i•• hladniji vodič pri jednakom prijenosu (produljenje vijeka spojne i hladniji vodič pri jednakom prijenosu (produljenje vijeka spojne i

ovjesne opreme)ovjesne opreme)ovjesne opreme),ovjesne opreme),•• omogućuje povećanja prijenosne moći zamjenom vodiča u omogućuje povećanja prijenosne moći zamjenom vodiča u

gabaritima postojećih trasa i bez većih rekonstrukcijskih zahvata na gabaritima postojećih trasa i bez većih rekonstrukcijskih zahvata na nosivim i zateznim strukturamanosivim i zateznim strukturamanosivim i zateznim strukturama,nosivim i zateznim strukturama,

•• lakši vodič, veća čvrstoća, manji lakši vodič, veća čvrstoća, manji ααCTECTE: smanjeni rizici povećanih : smanjeni rizici povećanih provjesa na povećanim temperaturama,provjesa na povećanim temperaturama,

•• dobra prigušenja vibracijadobra prigušenja vibracija (preporuka standardnih (preporuka standardnih StockbridgeaStockbridgea))dobra prigušenja vibracijadobra prigušenja vibracija (preporuka standardnih (preporuka standardnih StockbridgeaStockbridgea))•• trajan trajan ((>>50 god.; garancije 3 50 god.; garancije 3 –– 10:USA god)10:USA god)•• ugradnja po postupcima koji se koriste za alučelične vodiče, s nešto ugradnja po postupcima koji se koriste za alučelične vodiče, s nešto

većom pažnjom u rukovanju s mekšim aluminijem,većom pažnjom u rukovanju s mekšim aluminijem,p j j j ,p j j j ,•• nedostatak višegodišnjih pogonskih iskustava, alinedostatak višegodišnjih pogonskih iskustava, ali•• dovršena detaljna laboratorijska ispitivanja i mjerenja u ispitnim dovršena detaljna laboratorijska ispitivanja i mjerenja u ispitnim

poljimapoljima•• pogodan vodič za posebne zahtjeve kompaktiranja dalekovoda s pogodan vodič za posebne zahtjeve kompaktiranja dalekovoda s

pokretnim konzolama (naš stav)pokretnim konzolama (naš stav)

127

•• Mogućnosti i ograničenja dalekovodaMogućnosti i ograničenja dalekovodakompaktiranih s pokretnim konzolamakompaktiranih s pokretnim konzolamakompaktiranih s pokretnim konzolamakompaktiranih s pokretnim konzolama... ... proizašla iz mehaničkih razmatranja...proizašla iz mehaničkih razmatranja...

•• poseban slučaj iz spektra postojećih kompaktnih rješenjaposeban slučaj iz spektra postojećih kompaktnih rješenja•• poseban slučaj iz spektra postojećih kompaktnih rješenjaposeban slučaj iz spektra postojećih kompaktnih rješenja-- usporedbe usporedbe ekonomičnostiekonomičnosti ((Cost & BenefitCost & Benefit analiza)analiza) moguće sumoguće sujedino za jedino za optimalna rješenja novih dalekovodaoptimalna rješenja novih dalekovoda(primjer Afrike u kojoj takva rješenja dominiraju "(primjer Afrike u kojoj takva rješenja dominiraju "$$--optimalnošću " za eksploatacijska optimalnošću " za eksploatacijska (p j j j j j j(p j j j j j j $$ p p jp p jvremena do cca 30 god.);vremena do cca 30 god.);•• sve ostalo sve ostalo (npr. klasični novi uporedni ili prerađeni vod (npr. klasični novi uporedni ili prerađeni vod versusversus "pk""pk"--rekonstrukcija) rekonstrukcija)

neposrednom usporedbom konkretnih rješenjaneposrednom usporedbom konkretnih rješenja/alternativa/alternativa("("CC bb CC " ć " ć ij ij i ti ijij ij i ti ij d +/d +/ 30%)30%)("("CaseCase--byby--CaseCase"; moguće "; moguće varijacije investicijavarijacije investicija do +/do +/-- 30%)30%)

•• znatno znatno uža uzdužna siluetauža uzdužna silueta kompaknog kompaknog vodavoda

•• nedostatak teške nepokretne inedostatak teške nepokretne i manji rasponmanji raspon pokretne konzole,konzole,•• manja i povoljnija opterećenja stupovamanja i povoljnija opterećenja stupova-- jednostavnija jednostavnija temeljenja stupova, temeljenja stupova, •• bolje uklapanje u okoliš, bolje uklapanje u okoliš, -- smanjenja širina trasa smanjenja širina trasa (manji troškovi otkupa zemljišta, održavanja postojećih,...)(manji troškovi otkupa zemljišta, održavanja postojećih,...)

128

•• zakretanje pokretnih konzola zakretanje pokretnih konzola zakretanje pokretnih konzola zakretanje pokretnih konzola -- izolacija dinamički osjetljivija u usporedbi s visećom izolacija dinamički osjetljivija u usporedbi s visećom ("V" i "I"; izraženiji ("V" i "I"; izraženiji

uzdužni pomaci čela konzola na asim. poremećaje)uzdužni pomaci čela konzola na asim. poremećaje),,nužnost:nužnost:

•• i/ili izbora kraćih raspona i/ili izbora kraćih raspona (od uobičajenih: veći broj stupova),(od uobičajenih: veći broj stupova),

•• i/ili povećanja zategnutosti polja i/ili povećanja zategnutosti polja (ograničenja prekidne čvrstoće vodiča ali i (ograničenja prekidne čvrstoće vodiča ali i smanjenja životnog vijeka intenzivnijimsmanjenja životnog vijeka intenzivnijim--bržim akumulacijama vibracijskih ciklusa)bržim akumulacijama vibracijskih ciklusa)•• i/ili izbora kvalitetnije užadii/ili izbora kvalitetnije užadi•• i/ili sekcioniranja manjih brojeva raspona u poljima, s odgovarajućim i/ili sekcioniranja manjih brojeva raspona u poljima, s odgovarajućim pretvorbama nekih nosivih struktura u zateznepretvorbama nekih nosivih struktura u zateznepretvorbama nekih nosivih struktura u zateznepretvorbama nekih nosivih struktura u zatezne(( $$, ali spašavanja postojećih stupnih mjesta), ali spašavanja postojećih stupnih mjesta)

•• primjena međufaznih rastojnika (primjena međufaznih rastojnika ( $$) kao "standardne" opreme,) kao "standardne" opreme,primjena međufaznih rastojnika (primjena međufaznih rastojnika ( $$) kao standardne opreme,) kao standardne opreme,

•• potreba dielektričnih ispitivanja rješenja potreba dielektričnih ispitivanja rješenja (110 kV / 400 kV ispitna postrojenja i (110 kV / 400 kV ispitna postrojenja i odgovarajuća laboratorijska ispitivanja...),odgovarajuća laboratorijska ispitivanja...),•• dorada ili većih revizija postupaka održavanja "dorada ili većih revizija postupaka održavanja "pod naponompod naponom",",•• dorada klasičnih smjernica i razvoj postupaka projektiranja,dorada klasičnih smjernica i razvoj postupaka projektiranja,•• novih interpretacija postojeće regulative ili usvajanja novih propisa novih interpretacija postojeće regulative ili usvajanja novih propisa

129

Mišljenja iskazana u ovoj predstavi Mišljenja iskazana u ovoj predstavi Mišljenja iskazana u ovoj predstavi Mišljenja iskazana u ovoj predstavi stavovi su autora stavovi su autora

i č j d i i č j d i i ne znače ujedno i i ne znače ujedno i zauzeća jednakih stavova fakulteta zauzeća jednakih stavova fakulteta

o razmatranim temama.o razmatranim temama.

Hvala na pažnji !Hvala na pažnji !...

130

LiteraturaNove tehnologije u izvedbNove tehnologije u izvedbamaama nadzemnih vodovanadzemnih vodova

Literatura[1] Ivan Grozdanić: ”Pregled ostvarenja tehnologije kompaktiranja”, Energija, Časopis Hrvatske elektroprivrede, br. 5, str. 409‐416, UDK 

621.31 ENJAAC 51(5) 355‐436 ISSN 0013‐7448, Zagreb, listopad 2002.[2] Prof.dr.sc. Ivo Uglešić et al.: “Konstrukcije 110 kV dalekovoda za udovoljavanje posebnih uvjeta zaštite okoliša”, Studija, Zagreb, 2004.[3] Prof dr sc Z Haznadar et al : ”Kompozitni polimerni izolatori u prijenosu i distribuciji električne energije” Energija Časopis Hrvatske[3] Prof.dr.sc. Z. Haznadar et al.:  Kompozitni polimerni izolatori u prijenosu i distribuciji električne energije , Energija, Časopis Hrvatske 

elektroprivrede, br. 52, str. 429‐4444, 621.315/326:621.315.62, Zagreb, 2003.[4] ZEOH:"Tipizacija 110 kV dalekovoda", Zajednica elektroprivrednih organizacija Hrvatske, RO "Dalekovod", Institut za Elektroprivredu, 

Republički hidrometeorološki zavod, Zagreb, 1986.[5] Pravilnik o tehničkim normativima za izgradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova nazivnog napona od 1kV do 400 kV, NN, 1988.[6] HEP "Elektroenergetski podaci za 2004 Hrvatski elektroenergetski sustav stanje 31 prosinca 2004 " Hrvatska Elektroprivreda 2005[6] HEP,  Elektroenergetski podaci za 2004., Hrvatski elektroenergetski sustav, stanje 31.prosinca 2004. , Hrvatska Elektroprivreda, 2005.[7] CTC Cable Corporation, "Utility Overhead Conductors, Product Specification Sheet, ACCC/TW Bare Overhead Conductor, Code Name: 

Hawk", USA, 2005.[8] F. Schmuck:”Compact line arrangements with composite insulators”, SEFAG AG, Switzerland, 1999.[9] A.Alwar, E.J.Bosze, S.R. Nutt:"A Composite Core Conductor for Low Sag at High Temperatures", IEEE Transactions on Power Delivery, 

20042004.[10] G. Wycisk:"Durchhangsvergrößerung durch ungleich verteilte Eislast", Elektrizitätswirtschaft, 50. Jahrgang, Heft 3, März 1951.[11] F.W. Agnew, T. Burley, M.D. Miller, J.D. Mozer, M. Ostendorp, A. Peyrot, C.J. Wong:

"Guidelines for Electrical Transmission Lines; Structural Loads", Revised ASCE Manual No.74‐Sect.2 ‐ Ice and Wind, October 18, 2006.

[12] ALGOR® Inc SuperDrawIII Version 16 00‐WIN 29‐Sep‐2004 ©1987‐2004; FEMPRO Release 17 0 SP1 ©2000‐2005[12] ALGOR® Inc. SuperDrawIII, Version 16.00‐WIN, 29‐Sep‐2004, ©1987‐2004; FEMPRO, Release 17.0 SP1, ©2000‐2005.[13] ”ELKA” (Katalog užadi nadzemnih vodova visokog napona) [14] ”3M” (ACCR Conductors)[15] IEEE:"Requirements and tests for stock bridge type Aeolian vibration Dampers", IEEE St. 664 (TC11–WG09), Rev. 6, April 1993. (Draft 

Feb. 1995)[16] IEEE Cigre:"Guide on Laboratory measurements of the power Dissipation characteristics of Aeolian Vibration[16] IEEE‐Cigre: Guide on Laboratory measurements of the power Dissipation characteristics of Aeolian VibrationDampers for single Conductors", Guide on Conductor Self‐Damping Measurements, Cigre SC N°22, IEEE–Cigre Electra N°62, 1979.

6 Gb dodatnih referenci s Interneta...

131

Izbor animacija iz di ičkih i l ijdinamičkih simulacija s konačnim elementimas konačnim elementima

‐ ALGOR FE MES

...

132

Croatian 110 kV NetworkCroatian 110 kV Network

133

KompaktiranjKompaktiranjaa postojećihpostojećih zateznih poljazateznih polja

•• relativno mrelativno mala zategnutostala zategnutoste a oe a o a a a eg u osa a a eg u os•• neujednačene duljine rasponaneujednačene duljine raspona

(L(L ≠≠ tt ))(L(L00≠≠const.const.))•• usponi usponi pp

•• užad slabije užad slabije specificiranespecificirane kakvoćekakvoće•• teži klimatološki uvijetiteži klimatološki uvijeti ((ledaleda i vjetra)i vjetra)•• teži klimatološki uvijetiteži klimatološki uvijeti ((ledaleda i vjetra)i vjetra)

134

•• povećanja povećanja t t ti ljt t ti lj j ž dij ž dizategnutosti polja zategnutosti polja •• zamjene užadi zamjene užadi

kvalitetnijom kvalitetnijom jj•• sekcioniranja sekcioniranja kraćih dionicakraćih dionicakraćih dionicakraćih dionica

(manji broj raspona)(manji broj raspona) •• primjene primjene međufaznih međufaznih

rastojnikarastojnikarastojnikarastojnika•• nužnosti nužnosti dinamičkih dinamičkih simulacijasimulacija •• razvojirazvoji

135

simulacija simulacija •• razvoji razvoji prprojoj. š. šprancipranci (iskustvo!)(iskustvo!)

KCMILKCMIL

• All wire sizes larger than 4 ought AWG are given as KCMIL sizes. KCMIL wire size is the equivalent crosssectional area in thousands of circular mills. A circular mill is the area of a circle with a diameter of one thousandth (0.001) of an inch. Notice that thewire sizes in the KCMIL system increase as thenumbers get larger, which is exactly opposite fromthe AWG system. 

136